[實用新型]微網智能開關

有效

• 申請號: 201220722829.9
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN202997589U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 田軍;唐健;舒軍;肖文靜;劉征宇;劉靜波;于海坤;邊曉光;王多平;吳小田
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 方強

技術領域

本實用新型屬于分布式發電微網系統的技術領域，涉及用于微網系統與大電網連接的微網智能開關。

背景技術

隨著國民經濟的發展，電力需求迅速增長，電網規模不斷擴大，分布式發電(Distributed?Generation，縮寫DG)可以提供傳統的電力系統無可比擬的可靠性和經濟性，具有污染少、可靠性高、能源利用效率高等優點。同時，分布式電源位置靈活、分散的特點極好地適應了分散電力需求和資源分布，延緩了輸、配電網升級換代所需的巨額投資，它與大電網互為備用也使供電可靠性得以改善。盡管分布式電源優點突出，但本身存在諸多問題，如分布式電源單機接入成本高、控制困難、對大電網的沖擊，當電力系統發生故障時，分布式電源必須馬上退出運行等，這就大大限制了分布式電源的充分發揮，也間接限制了對新能源的利用。為了降低DG帶來的不利影響，同時發揮DG積極的輔助作用，一個較好的解決方法就是把DG和負荷一起作為配電子系統——微網(Microgrid)。

微網是指由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統。微網是分布式發電的重要形式之一，微網既可以通過配電網與大型電力網并聯運行，形成一個大型電網與小型電網的聯合運行系統（并網運行模式），也可以獨立地為當地負荷提供電力需求（孤島運行模式）。在微網系統中，PCC(point?of?common?coupling)是指微網系統與大電網的連結點，微網智能開關就是在PCC點能夠自主的進行開關動作，從而實現微網系統并網/孤島模式運行的智能裝置。

現有的微網系統在兩種模式相互切換時，并網開關動作存在以下缺點：

（1）當微網系統從孤島模式切換至并網模式時，并網開關的沖擊電流大，容易損壞并網開關；

（2）當微網系統從孤島模式切換至并網模式時，與大電網的協調性較差，容易造成保護裝置的誤動作；

（3）當微網系統從并網模式切換至孤島模式時，微網系統中電源電壓有較大突變，影響負荷供電；

（4）當微網系統從并網模式切換至孤島模式時，與微網系統的協調性較差，容易造成保護裝置的誤動作。

實用新型內容

本實用新型的目的是結合我國微網系統的現狀，為了使微網系統在并網/孤島模式之間平滑切換，提出一種適用于不同類型的微網系統的微網智能開關，通過此智能開關可以使微網系統在并網和孤島模式之間平滑切換，當孤島模式向并網模式切換時，智能開關檢測大電網與微網電壓相位、幅值，微網電壓與大電網電壓差值進入并網容許范圍內，則判斷微網滿足并網條件，立即閉合開關；當并網模式向孤島模式切換時，為了不影響微網系統內負荷的正常運行，智能開關鎖存切換過程前4-5個周波（0.08-0.1s）的大電網電壓相位、幅值，作為微網孤島模式下運行的初始電壓，這使得微網電壓與并網時的電壓連貫輸出，不會出現電壓突變。

為此，本實用新型采取如下技術方案：

微網智能開關，其特征在于：包括大電網側電壓檢測裝置、微網側電壓檢測裝置、三相雙向晶閘管、控制器，其中：

大電網側電壓檢測裝置與大電網的交流母線連接，大電網側電壓檢測裝置用于檢測大電網的三相電壓幅值、相位，并把檢測得到的檢測信號傳入控制器；

微網側電壓檢測裝置與微網的交流母線連接，微網側電壓檢測裝置用于檢測微網的三相電壓幅值、相位，并把檢測得到的檢測信號傳入控制器；

三相雙向晶閘管連接于大電網側電壓檢測裝置和微網側電壓檢測裝置之間，作為微網與大電網的交流母線PCC點開關，三相雙向晶閘管選擇滿足大電網與微網電壓、電流等級的常規三相雙向晶閘管；

控制器與大電網側電壓檢測裝置、微網側電壓檢測裝置和三相雙向晶閘管分別連接，大電網側電壓檢測裝置、微網側電壓檢測裝置分別單向通信連接至控制器，三相雙向晶閘管與控制器之間雙向通信連接；控制器用于接收大電網側電壓檢測裝置、微網側電壓檢測裝置傳入的檢測信號，并判斷是否滿足并網條件；如果符合并網條件，則控制三相雙向晶閘管處于閉合狀態實現并網以及鎖存切換前大電網電壓；如果不符合并網條件，則控制三相雙向晶閘管處于斷開狀態。